柴小君， 王明华， 李金琼， 韩卓， 彭光怀， 廖金生， 温和瑞

（江西理工大学化学化工学院，江西 赣州 341000）

0 引 言

太阳能是一种可再生、无污染的新能源。 太阳能电池能把太阳能直接转换为电能弥补了人类对化石能源的消耗[1]。 硅基太阳能电池以其稳定、无污染的特点吸引了众多科学家的探索[2]。 然而，硅基太阳能电池的理论最大转换效率高于30%[3]，实际转换效率约为15%[4]。主要由于硅基太阳能电池不能有效地吸收太阳能中紫外和可见光谱， 促使太阳能变成热能而不是变成电能损失掉。通常采用下转换、下迁移荧光转换层来增强硅基太阳能电池的利用率[5-6]，下转换非常有效地实现了将太阳的近紫外和可见光转换成长波的近红外光（NIR），有利于提高硅基太阳能电池的吸收率。 在稀土离子中，Nd3+的近红外发射发生在大约1 000 nm，能级跃迁为 4F3/2→4Ij（j=9/2,11/2 和 13/2）[7]，Nd3+发射的波长正符合硅半导体带隙的吸收范围。 然而，由于Nd3+的能级结构4f-4f 的禁阻跃迁，因此导致在紫外和可见光范围内的弱吸收。通过引入敏化剂来有效实现传递能量，从而克服Nd3+能级结构带来的问题，最近报道常用的敏化离子有：Eu2+[8]，Ce3+[9]，Cr3+[10]，Mn4+[11]等。 一般能量传递需要敏化离子的发射波长和发光离子的激发波长必须重叠匹配，Nd3+在紫外可见近红外电子光谱中都有能级。 由于Mn4+的外层电子构型是 3d3，Mn4+4A2→4T1自旋允许 d-d 跃迁，导致了Mn4+能强烈地吸收紫外和可见光[12]实现Mn4+窄带的红光发射。 因此，Mn4+是适合敏化Nd3+实现近红外光发射。 近年来，Mn4+作为敏化剂来实现发射近……